机器人坐标关系

机器人坐标关系
机器人坐标关系

坐标系:

●基坐标系位于机器人基座。它是最便于机器人从一个位置移动到另一个位置的坐

标系。

●工件坐标系与工件相关,通常是最适于对机器人进行编程的坐标系。

●工具坐标系定义机器人到达预设目标时所使用工具的位置。

●大地坐标系可定义机器人单元,所有其他的坐标系均与大地坐标系直接或间接相

关。它适用于微动控制、一般移动以及处理具有若干机器人或外轴移动机器人的

工作站和工作单元。

●用户坐标系在表示持有其他坐标系的设备(如工件)时非常有用。

线性模式:在每个机械单元中,系统将对线性动作模式默认使用基坐标系。

重定位模式:在每个机械单元中,系统将对线性动作模式默认使用基坐标系。机器人六轴微控制方向示意图:

基坐标系:

工件坐标系:

A为大地坐标系B为工件坐标系1 C为工件坐标系2

工件坐标系必须定义于两个框架:用户框架(与大地基座相关)和工件框架(与用户框架相关)。机器人可以拥有若干工件坐标系,或者表示不同工件,或者表示同一工件在不同位置的若干副本。

●重新定位工作站中的工件时,您只需更改工件坐标系的位置,所有路径将即刻随之更新。

●允许操作以外轴或传送导轨移动的工件,因为整个工件可连同其路径一起移动。

工具坐标系:

工具坐标系将工具中心点设为零位。它会由此定义工具的位置和方向。工具坐标系经常被缩写为 TCPF (Tool Center Point Frame),而工具坐标系中心缩写为 TCP (Tool Center Point).执行程序时,机器人就是将 TCP 移至编程位置。这意味着,如果您要更改工具(以及工具坐标系),机器人的移动将随之更改,以便新的TCP 到达目标.所有机器人在手腕处都有一个预定义工具坐标系,该坐标系被称为tool0。这样就能将一个或多个新工具坐标系定义为tool0的偏移值.微动控制机器人时,如果您不想在移动时改变工具方向(例如移动锯条时不使其弯曲),工具坐标系就显得非常有用。

大地坐标系:

A机器人基坐标系1 B大地坐标系C机器人基坐标系2

大地坐标系在工作单元或工作站中的固定位置有其相应的零点。这有助于处理若干个机器人或由外轴移动的机器人.在默认情况下,大地坐标系与基坐标系是一致的.

机器人所有坐标系都适用于右手定则,即

X

Y Z

在定义工具坐标系时,定义一个X轴Z轴正方向另一个Y轴方向既定。

简述工业机器人的定义

习 题 0.1 简述工业机器人的定义,说明机器人的主要特征。 0.2 工业机器人与数控机床有什么区别? 0.3 工业机器人与外界环境有什么关系? 0.4 说明工业机器人的基本组成及三大部分之间的关系。 0.5 简述下面几个术语的含义:自由度、重复定位精度、工作原理、工作速度、承载能力。 0.6 什么叫冗余自由度机器人? 0.7 题0.7图所示为二自由度平面关节型机器人机械手,图中L 1=2L 2,关节的转角范围是0?≤θ1≤180?,–90?≤θ2≤180?,画出该机械手的工作范围(画图时可以设L 2=3 cm)。 0.8 工业机器人怎样按机械系统的基本结构来分类? 0.9 工业机器人怎样按控制方式来分类? 0.10 什么是SCARA 机器人,应用上有何特点? 0.11 试总结机器人的应用情况。 题0.7图 1.1 点矢量v 为[10.00 20.00 30.00]T ,相对参考系作如下齐次坐标变换: 0.866 0.500 0.000 11.00.500 0.866 0.000 3.00.000 0.000 1.000 9.0 0 0 0 1 -????-??=??????A 写出变换后点矢量v 的表达式,并说明是什么性质的变换,写出旋转算子Rot 及平移算子Trans 。 1.2 有一旋转变换,先绕固定坐标系Z 0轴转45°,再绕其X 0轴转30°,最后绕其Y 0轴转60°,试求该齐次坐标变换矩阵。 1.3 坐标系{B }起初与固定坐标系{O }相重合,现坐标系{B }绕Z B 旋转30°,然后绕旋转后的动坐标系的X B 轴旋转45°,试写出该坐标系{B }的起始矩阵表达式和最后矩阵表达式。 1.4 坐标系{A }及{B }在固定坐标系{O }中的矩阵表达式为 1.000 0.000 0.000 0.00.000 0.866 0.500 10.0 {}0.000 0.500 0.866 20.0 0 0 0 1 ????-??=??-????A

工业机器人的概念与典型应用(完整资料).doc

【最新整理,下载后即可编辑】 1.1 工业机器人的定义及特点 1.2 工业机器人的分类 关于工业机器人的分类,国际上没有制定统一的标准,有的按负载重量分,有的按控制方式分,有的按自由度分,有的按结构分,有的按应用领域分。下面依据几个有代表性的分类方法列举机器人的分类。 1.按工业机器人结构坐标系统特点方式分类 按结构坐标系统特点方式分,机器人可分为直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、极坐标型(球面坐标型)机器人、关节坐标机器人、SCARA型水平关节机器人等五类。 2.按工业机器人执行机构的控制方式分类 (1)点位控制方式机器人 控制时只要求工业机器人快速准确地实现相邻各点之间的运动,而对达到目标点的运动轨迹不做任何规定。 (2)连续轨迹控制型机器人 控制时要求工业机器人严格按照预定的轨迹和速度在一定的精度范围内运动,并且速度可控,轨迹光滑,运动平稳。 (3)力(力矩)控制型机器人 在完成装配、抓放物体等工作时,除要准确定位之外,还要求使用适度的力或力矩进行工作。 (4)智能控制型机器人 机器人的智能控制是通过传感器获得周围环境的信息,并根据自身内部的知识库做出相应的决策的控制方式。 3.按程序输入方式分类 按程序输入方式可分为离线输入型和示教输入型两类。 (1)离线输入型机器人是将计算机上已编号的作业程序文件,通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制系统。

食品、饮料包装;搬运;真空包装塑料、轮胎上下料;去毛边 冶金、钢铁钢、合金锭搬运;码垛;铸件去毛刺;浇口切割 家电、家具装配;搬运;打磨;抛光;喷漆;玻璃制品切割、雕刻 海洋勘探深水勘探;海底维修;建造 航空航天空间站检修;飞行器修复;资料收集 军事防爆;排雷;兵器搬运;放射性检测 焊接机器人技术的新发展 将激光用于焊接机器人是激光焊接的一种重要形式。焊接机器人具有多自由度、编程灵活、自动化程度高、柔性程度高等特点,是焊接生产线的重要组成部分。将激光器安装在焊接机器人上进行焊接,大大提高了焊接机器人的焊接质量和适用范围,在船板、汽车生产线中激光焊接机器人具有越来越重要的地位。图1所示为CO 2 激光焊接机器人。

谈谈你对机器人的认识

认识机器人 机器人的发展史: 认识机器人首先先了解下robot机器人这一词是怎么来的。1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。在剧本中,卡佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”,“Robota”是奴隶的意思。该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响,引起了大家的广泛关注,被当成了机器人一词的起源。从此,“robot”以及相对应的中文“机器人”一词开始在全世界流行。 上个世纪60年代前后,随着微电子学和计算机技术的迅速发展,自动化技术也取得了飞跃性的变化,开始出现了现在普遍意义上的机器人。1959年,美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人,取名“尤尼梅逊”,意为“万能自动”。尤尼梅逊的样子像一个坦克炮塔,炮塔上伸出一条大机械臂,大机械臂上又接着一条小机械臂,小机械臂再安装着一个操作器。这三部分都可以相对转动、伸缩,很像是人的手臂了。它的发明人专门研究了运动机构与控制信号的关系,编制出程序让机器记住并模仿、重复进行某种动作。英格伯格和德沃尔认为汽车制造过程比较固定,适合用这样的机器人。于是,这台世界上第一个真正意义上的机器人,就应用在了汽车制造生产中。 经过近百年来的发展,机器人已经在很多领域中取得了巨大的应用成绩,其种类也不胜枚举,几乎各个高精尖端的技术领域更是少不了它们的身影。在这期间,机器人的成长经历了三个阶段。第一个阶段中,机器人只能根据事先编好的程序来工作,这时它好像只有干活

儿的手,不懂得如何处理外界的信息。打个比方,如果让这样的机器人去抓会损坏它的东西,它也一定会去做。第二个阶段中,机器人好像有了感觉神经,具有了触觉、视觉、听觉、力觉等功能,这使得它可以根据外界的不同信息做出相应的反馈。如果再让它去抓某些东西,它可能就不干啦。第三个阶段,机器就真正长大成人啦,这时它不仅具有多种技能,能够感知外面的世界,而且它还能够不断自我学习,用自己的思维来决策该做什么和怎样去做。第一阶段的机器人,是小孩子,人们称它为“示教再现型”;第二阶段的机器人是一个青年,人们称它为“感觉型”;第三阶段的机器人则是成年人,称为“智能型”。1968年,美国斯坦福研究所研制出世界上第一台智能型机器人。这个机器人可以在一次性接受由计算机输出的无线遥控指令后,自己找到目标物体并实施对该物体的某些动作。1969年,该研究所对机器人的智能进行测定。他们在房间中央放置了一个高台,在台上放一只箱子,同时在房间一个角落里放了一个斜面体。科学家命令机器人爬上高台并将箱子推到地下去。开始,这个机器人绕着台子转了20分钟,却无法登上去。后来,它发现了角落里的斜面体,于是它走过去,把斜面体推到平台前并沿着这个斜面体爬上了高台将箱子推了下去。这个测试表明,机器人已经具备了一定的发现、综合判断,决策等智能。 到了上个世纪70年代,第二代机器人开始迅速发展并进入实用和普及的阶段,而第三代机器人在今天也已经得到了突飞猛进的变化。它能够独立判断和行动,具有记忆、推理和决策的能力,在自身

工业机器人常用坐标系介绍

工业机器人常用坐标系介绍 坐标系:为确定机器人的位置和姿态而在机器人或空间上进行的位置指标 系统。 坐标系包含:1、基坐标系(Base Coordinate System) 2、大地坐标系(World Coordinate System) 3、工具坐标系(Tool Coordinate System) 4、工件坐标系(Work Object Coordinate System) 1、工具坐标系机器人工具座标系是由工具中心点TCP 与座标方位组成。 机器人联动运行时,TCP 是必需的。 1) Reorient 重定位运动(姿态运动)机器人TCP 位置不变,机器人工具沿座标轴转动,改变姿态。 2) Linear 线性运动机器人工具姿态不变,机器人TCP 沿座标轴线性移动。机器人程序支持多个TCP,可以根据当前工作状态进行变换。 机器人工具被更换,重新定义TCP 后,可以不更改程序,直接运行。 1.1.定义工具坐标系的方法:1、N(N=4)点法/TCP 法-机器人TCP 通过N 种不同姿态同某定点相碰,得出多组解,通过计算得出当前TCP 与机器人手腕中心点( tool0 ) 相应位置,座标系方向与tool0 一致。 2、TCPZ 法-在N 点法基础上,Z 点与定点连线为座标系Z 方向。 3、TCPX,Z 法-在N 点法基础上,X 点与定点连线为座标系X 方向,Z 点与定点连线为座标系Z 方向。 2. 工件坐标系机器人工件座标系是由工件原点与座标方位组成。 机器人程序支持多个Wobj,可以根据当前工作状态进行变换。 外部夹具被更换,重新定义Wobj 后,可以不更改程序,直接运行。

什么叫工业机器人

1.1什么叫工业机器人 1.1.1工业机器人定义 机器人发展至今天,对于机器人的定义仍然是仁者见仁,智者见智,没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在继续发展,新的机型,新的功能不断涌现。下面将介绍国际上对于工业机器人给出的定义。 美国机器协会(RIA):机器人是“一种用于移动各种材料﹑零件、工具或专用装置的,通过程序动作来执行各种任务,并具有编程能力的多功能操作机(manipulator)”。 日本工业机器人协会:工业机器人是“一种装备有记忆装置和末端执行装置的、能够完成各种移动来代替人类劳动的通用机器”。它又分以下两种情况来定义: ●工业机器人是“一种能够执行与人的上肢类似动作的多功能机器”。 ●智能机器人是“一种具有感觉和识别能力,并能够控制自身行为的机器”。 国际标准化组织(ISO):机器人是“一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能操作机,这种操作机具有几个轴,能够借助可编程操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置,以执行各种任务”。 国际机器人联合会(IFR):“工业机器人(manipulating industrial robot)是一种自动控制的,可重复编程的(至少具有三个可重复编程轴)、具有多种用途的操作机”(ISO 8373)。 以上定义均为国际上对工业机器人的定义,我们可以这样理解工业机器人,就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器装置。一般指用于机械制造业中代替人完成具有大批量、高质量要求的工作,如汽车制造、摩托车制造、舰船制造、某些家电产品(电视机、电冰箱、洗衣机)、化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子装配及物流系统的搬运、包装、码垛等作业的机器人。

机器人的定义、分类及发展概况 - 副本 - 副本

第一章绪论 1.1 机器人的定义、分类及发展概况 1.1.1 机器人的定义 机器人问世已有几十年,但没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在发展,另一原因主要是因为机器人涉及到了人的概念,成为一个难以回答的哲学问题。也许正是由于机器人定义的模糊,才给了人们充分的想象和创造空间。 美国机器人协会(RIA):一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的,通过程序动作来执行各种任务,并具有编程能力的多功能操作机(Manipulator)。 美国家标准局:一种能够进行编程并在自动控制下完成某些操作和移动作业任务或动作的机械装置。 1987年国际标准化组织(ISO)对工业机器人的定义:“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能,能完成各种作业的可编程操作机。

日本工业标准局:一种机械装置,在自动控制下,能够完成某些操作或者动作功能。 英国:貌似人的自动机,具有智力的和顺从于人的但不具有人格的机器。 中国:我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器”。 尽管各国定义不同,但基本上指明了作为“机器人”所具有的二个共同点: 是一种自动机械装置,可以在无人参与下,自动完成多种操作或动作功能,即具有通用性。 可以再编程,程序流程可变,即具有柔性(适应性)。 机器人集中了机械工程、材料科学、电子技术、计算机技术、自动控制理论及人工智能等多学科的最新研究成果,代表了机电一体化的最高成就,是当代科学技术发展最活跃的领域之一。 1.1.2 机器人的发展历史

认识工业机器人

认识工业机器人 机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多种学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。而且,机器人应用情况是反映一个国家工业自动化水平的重要标志。本次任务的主要内容就是了解工业机器人的现状和发展趋势;通过现场参观,认识工业机器人相关企业;现场观摩或在技术人员的指导下操作ABB工业机器人,了解其基本组成。 一、工业机器人的定义及特点 1.工业机器人的定义 国际上对机器人的定义有很多。 美国机器人协会(RIA)将工业机器人定义为:“工业机器人是用来进行搬运材料、零部件、工具等可再编程的多功能机械手,或通过不同程序的调用来完成各种工作任务的特种装置。” 日本工业机器人协会(JIRA)将工业机器人定义为:“工业机器人是一种装备有记忆装置和末端执行器的,能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。” 在我国1989年的国际草案中,工业机器人被定义为:“一种自动定位控制,可重复编程、多功能的、多自由度的操作机。操作机被定义为:具有和人手臂相似的动作功能,可在空间抓取物体或进行其他操作的机械装置。” 国际标准化组织(ISO)曾于1984年将工业机器人定义为:“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手,这种机械手具有几个轴,能够借助于可编程的操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置,以执行各种任务。” 2.工业机器人的特点 (1)可编程

生产自动化的进一步发展是柔性自动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程,因此它在小批量、多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用,是柔性制造系统中的一个重要组成部分。 (2)拟人化 工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有计算机。此外,智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”,如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语音功能传感器等。 (3)通用性 除了专门设计的专用的工业机器人外,一般机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。例如,更换工业机器人手部末端执行器(手爪、工具等)便可执行不同的作业任务。 (4)机电一体化 第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器,而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能,这些都是微电子技术的应用,特别是与计算机技术的应用密切相关。工业机器人与自动化成套技术,集中并融合了多项学科,涉及多项技术领域,包括工业机器人控制技术、机器人动力学及仿真、机器人构建有限元分析、激光加工技术、模块化程序设计、智能测量、建模加工一体化、工厂自动化及精细物流等先进制造技术,技术综合性强。 二、工业机器人的历史和发展趋势 1. 工业机器人的诞生 “机器人”(Robot)这一术语是1921年捷克著名剧作家、科幻文学家、童话寓言家卡雷尔·恰佩克首创的,它成了“机器人”的起源,此后一直沿用至今。不过,人类对于机器人的梦想却已延续数千年之久。如古希腊古罗马神话中冶炼之神用黄金打造的机械仆人、希腊神话《阿鲁哥探险船》中的青铜巨人泰洛斯、犹太传说中的泥土巨人、我国西周时代能歌善舞的木偶“倡者”和三国时期诸葛亮的“木牛流马”传说等。而到了现代,人类对于机器人的向往,从机器人频繁出现在科幻小说和电影中已不难看出,科技的进步让机器人不仅停留在科幻故事

工业机器人课程

1、请为工业机器人和智能机器人给出定义。 答:工业机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置,通过可编程动作来完成各种任务并具有编程能力的多功能机械手。 智能机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。 2、简述工业机器人的组成部分及其作用。 答:工业机器人是由机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统四部分组成。 其中,机械系统由机身、肩部、手腕、末端操作器和行走机构组成;工业机器人的机械系统的作用相当于人的身体。 驱动系统可分为电气、液压、气压驱动系统以及它们结合起来应用的综合系统组合;该部分的作用相当于人的肌肉。 控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序及从传感器反馈回来的信号,控制机器人的执行机构,使其完成规定的运动和功能;该部分的作用相当于人的大脑。 感知系统由内部传感器和外部传感器组成。其中,内部传感器用于检测各关节的位置、速度等变量,为闭环伺服控

制系统提供反馈信息;外部传感器用于检测机器人与周围环境之间的一些状态变量,如距离、接近程度、接触程度等,用于引导机器人,便于其识别物体并作出相应的处理。 该部分的作用相当于人的五官。 3、简述工业机器人各参数的定义:自由度、重复定位精度、工作范围、工作速度、承载能力。 答:自由度:自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目,不包括手爪(末端操作器)的开合自由度。 重复定位精度:工业机器人的精度指定位精度和重复定位精度。重复定位精度是指机器人重复定位其手部于同一目标位置的能力。 工作范围:工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能达到的的所有点的集合,也叫工作区域。 工作速度一般指最大工作速度,可以是指自由度上最大的稳定速度,也可以定义为 手臂末端最大的合成速度(通常在技术参数中加以说明)。 承载能力:承载能力是指机器人的工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。 4、工业机器人按坐标形式分为哪几类?各有什么特点? 答:工业机器人的坐标形式有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型和平面关节型。 直角坐标型:机器人的运动方程可独立处理,且方程是

机器人的定义和特征

机器人都有哪些定义不同特征? 其实并不是人们不想给机器人一个完整的定义,自机器人诞生之日起人们就不断地尝试着说明到底什么是机器人。但随着机器人技术的飞速发展和信息时代的到来,机器人所涵盖的内容越来越丰富,机器人的定义也不断充实和创新。 1886年法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”(Android),它由4部分组成: 1,生命系统(平衡、步行、发声、身体摆动、感觉、表情、调节运动等); 2,造型解质(关节能自由运动的金属覆盖体,一种盔甲); 3,人造肌肉(在上述盔甲上有肉体、静脉、性别等身体的各种形态); 4,人造皮肤(含有肤色、机理、轮廓、头发、视觉、牙齿、手爪等)。 1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。在剧本中,卡佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”,“Robota”是奴隶的意思。该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响,引起了大家的广泛关注,被当成了机器人一

词的起源。在该剧中,机器人按照其主人的命令默默地工作,没有感觉和感情,以呆板的方式从事繁重的劳动。后来,罗萨姆公司取得了成功,使机器人具有了感情,导致机器人的应用部门迅速增加。在工厂和家务劳动中,机器人成了必不可少的成员。机器人发觉人类十分自私和不公正,终于造反了,机器人的体能和智能都非常优异,因此消灭了人类。 但是机器人不知道如何制造它们自己,认为它们自己很快就会灭绝,所以它们开始寻找人类的幸存者,但没有结果。最后,一对感知能力优于其它机器人的男女机器人相爱了。这时机器人进化为人类,世界又起死回生了。 卡佩克提出的是机器人的安全、感知和自我繁殖问题。科学技术的进步很可能引发人类不希望出现的问题。虽然科幻世界只是一种想象,但人类社会将可能面临这种现实。 为了防止机器人伤害人类,科幻作家阿西莫夫(Isaac.Asimov)于1940年提出了“机器人三原则”: 1,机器人不应伤害人类; 2,机器人应遵守人类的命令,与第一条违背的命令除外;

机器人的定义

1.机器人的定义:1)美国机器人工业协会给出的定义:机器人是一种用于移动各种材料,零件,工具或专用装置,通过可编程序动作来执行各种任务并具有编程能力的多功能机械手。2)日本工业机器人协会给出的定义:一种带有存储器件和末端操作器的通用机械,它能够通过自动化的动作替代人类劳动。3)我国科学家对机器人的定义:机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力,规划能力,动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。2.PID工作原理,作用:PID控制是自动化中广泛使用的一种反馈控制,其控制器由比例单元,积分单元和微分单元组成,利用信号的偏差值,偏差的积分值,偏差的微分值的组合来构成操作量,操作量中包含了偏差信号的现在,过去,未来三方面的信息,所以是一种经典控制方式。1)P-比例控制:作用:提高快捷性,灵敏度; 不足:系统不稳定,易振荡2)I-积分控制:作用:消除误差,提高稳态精度;不足:输出缓慢,系统稳定性下降;3)微分控制:提高抗扰能力;不足:不稳定。 3.简述滚珠丝杠工作原理:在丝杆和螺母上加工有弧行螺旋槽,当它们套装在一起时便形成螺旋滚道,并在滚道内装满滚珠。而滚珠则沿滚道滚动,并经回珠管作周而复始的循环运动。回珠管两端还起挡珠的作用,以防滚珠沿滚道掉出。 4. 机器人工作原理:工业机器人系统组成1)机械系统作用相当于人的身体(骨骼, 手,臂,腿等);2)驱动系统相当于人的肌肉;3)控制系统相当于人的大脑;4)感知系统相当于人的五官。机器人系统实际上是一个典型的机电一体化系统,其工作原理为:控制系统发出动作指令,控制驱动器动作,驱动器带动机械系统运动,使末端操作器到达空间某一位置和实现某一姿态,实施一定的作业任务。末端操作器在空间的实时位姿由感知系统反馈给控制系统,控制系统把实际位姿与目标位姿相比较,发出下一个动作指令,如此循环,直到完成作业任务为止。 1机械人技术集中了机械工程、电子技术、计算机技术、自动控制理论及人工智能等学科的最新研究成果。 2机器人的三大特征拟人功能、可编程、通用性 31954年戴沃尔制造出世界上第一台可编程的机械手 4英格伯格被称为“工业机械人之父” 5加藤一郎被称为“仿人机器人之父” 6 1968美国斯坦福研发的机器人shakey,被称为世界上第一台智能机器人,由此拉开 了第三代机器人研发的序幕1980 7 1986 我国已基本掌握了机器人的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、 运动学和轨迹规划技术 8按控制方式可将机器人分为操作、程序、示教-再现、数值控制和智能机器人 9按应用领域可分为产业用、极限作业、服务型机器人 10并联机器人的并联布置可分为sterwart平台型和变异机构型 11数学模型推导负载轴转角与电动机的电枢电压之间的传递函数。该单关节控制系统的数学模型由三部分组成;机械部分模型由电动机轴和负载周上的转矩平衡方程描述;电气模型由电枢绕组的电压平衡方程描述;机械部分与电气部分相互耦合部分模型有电枢电动机输出转矩与绕组电流关系方程描述 12机械控制系统是一个时变的、耦合的、非线性的多变量控制系统 13机器人控制系统本质上是一个非线性系统

(完整版)1工业机器人的定义(精)

1.1工业机器人定义 工业机器人是机器人家族中的重要一员,也是目前在技术上-发展最成熟、应用最多的一类机器人。世界各国对工业机器人的定义不尽相同。 “美国工业机器人协会(RIA)的定义:机器人是设计用来搬运物料、部件、工具或专门装置的可重复编程的多功能操作器,并可通过改变程序的方法来完成各种不同任务。 日本工业机器人协会(JIRA)的定义;工业机器人是“一种装备有记忆装置和末端执行器的,能够完成各种移动来代替人类劳动的通用机器”。 德国标准(VDI)中的定义:.工业机器人是“具有多自由度的、能进行各种动作的自动机器,它的动作是可以顺序控制的、轴的关节角度或轨迹可以不靠机械调节,而由程序或传感器加以控制。工业机器人具有执行器、工具及制造用的辅助工具,可以完成材料搬运和制造等操作”。 国际标准化组织(ISO)对工业机器人定.义为,“是一种能自动控制。可重复编程,多功能、多自由度的操作机,能搬运材料、工件或操持工具,来完成各种作业“目前国家际上大遵循ISO所下的定义。 国际上第一台工业机器人产品诞生于20世纪60年代,当时其作业能力仅限于上、下料这类简单的工作,此后机器人进入了一个缓慢的发展期。 直到20世纪80年代,机器人产业才得到了巨大的发展,成为机器人发展的一个里程碑,1980年被称为“机器人元年”。为满足汽车行业蓬勃发展的需要,这个时期开发出点焊机器人、弧焊机器人、喷涂机器人以及搬运机器人这四大类型的工业机器人,其系列产品已经成熟并形成产业化规模,有利地推动了制造业的发展。为了进一步提高产品质量和市场竞争力,装配机器人及柔性装配线又相继开发成功。 进人20世纪80年代以后,装配机器人和柔性装配技术得到了广泛的应用,并进人一个大发展时期。现在工业机器人已发展成为一个庞大的家族,并与数控(CN)可编程控制器(PLC)一起成为工业自动化的三大技术,应用于制造业的各个领域之中。

工业机器人-复习题

习题1 1.1 简述工业机器人的定义。 1987联合国标准化组织(ISO)采纳的美国机器人协会的“机器人”定义:“工业机器人是一种可以反复编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或者为了执行不同的任务而具有可改变的和可编程动作的专门系统”。 1.2 机器人应具有哪三大特征? 机器人具有三大特征: 1、拟人功能 2、可编程 3、通用性 1.3 什么叫示教再现机器人? 由人操纵机器人执行任务,并记录下这些动作,机器人进行作业时按照记录下的信息重复执行同样的动作。 1.4 并联机器人特点? 并联机器人特点: A 无累积误差,精度较高; b 驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置,这样运动部分重量轻,速度高,动态响应好; c 结构紧凑,刚度高,承载能力大; d 完全对称的并联机构具有较好的各向同性; e 工作空间较小,控制复杂; 1.5 工业机器人按机械系统的基本结构分类? 连杆和关节按不同坐标形式组装,机器人可分为五种;直角坐标形式,圆柱坐标形式,球坐标形式,关节坐标形式及SCARA型机器人。 1.6 直角坐标式机器人特点? 其优点是刚度好,多做成龙门式或框架式结构,位置精度高、运动学求解简单、控制无耦合、控制简单。但其结构较庞大,动作范围小、运动灵活性较差且占地面积较大。 1.7 关节坐标式机器人特点? 特点是作业范围大、动作直观性差,要得到高定位精度困难。该类机器人灵活性高,应用最为广泛。

1.8 什么是SCARA机器人,应用上有何特点? 有3个转动关节,其轴线相互平行,可在平面内进行定位和定向。还有一个移动关节,用于完成手爪在垂直于平面方向上运动。 特点是在垂直平面内具有很好的刚度,在水平面内具有较好的柔顺性,且动作灵活、速度快、定位精度高。 习题2 1.1 什么叫冗余自由度机器人? 自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目,不应包括手爪(末端操作器)的开合自由度。 从运动学的观点看, 在完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人, 就叫做冗余自由度机器人。 1.2 工业机器人四大部分? 机器人机械系统、驱动系统、控制系统、感知系统。 1.3 简述下面几个术语的含义:自由度、定位精度、重复定位精度、工作范围、工作速度、承载能力。 自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目,不应包括手爪(末端操作器)的开合自由度。 定位精度(Positioning accuracy):指机器人末端操作器的实际位置与目标位置之间的偏差。重复精度(Repeatability):指在同一环境、同一条件、同一目标动作、同一命令下,机器人连续重复运动若干次时,其位置的分散情况,是关于精度的统计数据。 作业范围(Working space):是指机器人运动时手臂末端或手腕中心所能到达的做有点的集合。一般不包括末端操作器本身所能到达的区域。 最大工作速度,有的厂家指工业机器人主要自由度上最大的稳定速度,有的厂家指手臂末端最大的合成速度,通常都在技术参数中加以说明。 承载能力是指机器人在工作范围内的任何位置上所能承受的最大质量。 1.4 人的手臂(包括肩、肘、腕)有几个自由度? 人的手臂(大臂、小臂、手腕)共有七个自由度

机器人的定义

机器人的定义 1.工业机器人的定义是什么? 机器人是一个在三维空间具有较多自由度的,并能实现诸多拟人动作和功能的机器,而工业机器人则是在工业生产上应用的机器人。它的特点是:可编程、拟人化、通用性、机电一体化。 2.工业机器人有哪几个子系统组成?各自的作用是什么? ?驱动系统:使机器人运行起来的传动装置。 ?机械结构系统:由机身、手臂、机械手末端工具三大件组成的一个多自由度的机械系统。?感受系统:由内部传感器模块和外部传感器模块组成获取内部和外部环境状态的信息。 ?机器人&环境交互系统:实现工业机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。?人&机交互系统:是操作人员参与机器人控制与机器人进行联系的装置。 ?控制系统:根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。(来源夹具侠)

3.什么是机器人的自由度?机器人位置操作需要几个自由度?姿态操作需要几 个自由度? 自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目,不应包括手爪(末端工具)的开合自由度,在三维空间中描述一个物体的位置和姿态需要六个自由度,位置操作需要3个自由度(腰、肩、肘),姿态操作需要3个自由度(俯仰、偏航、侧滚)。 工业机器人的自由度是根据其用途而设计的,可能小于6个自由度,也可能大于6个自由度。 4.工业机器人的主要技术参数有哪些? 自由度、重复定位精度、工作范围、最大工作速度与承载能力。 5.机身和臂部的作用各是什么?在设计时应注意哪些问题? 机身是支承臂部的部件,一般实现升降回转和俯仰等运动,机身设计时要有足够的刚度和稳定性;运动要灵活,升降运动的导套长度不宜过短,避免发生卡死现象,一般要有导向装置;结构布置要合理臂部是支承腕部手部和工件的静动载荷的部件,尤其高速运动时将产生较大的惯性力,引起冲击,影响定位的准确性。 设计臂部时要注意刚度要求高,导向性好,重量轻,运动要平稳,定位精度要高。其它传动系统应尽量简短以提高传动精度和效率;各部件布置要合理,操作维护要方便;特殊情况特殊考虑,在高温环境中应考虑热辐射的影响腐蚀性环境中应考虑防腐蚀问题。危险环境应考虑防暴问题。(来源夹具侠) 6.手腕上的自由度主要起什么作用?如果要求手部能处于空间任意方向则手腕 应具有什么样的自由度? 手腕上的自由度主要是实现手部所期望的姿态。为了使手部能处于空间任意方向,要求腕部能实现对空间三个坐标轴X Y Z的转动。即具有翻转俯仰和偏转三个自由度。 7.机器人末端工具的作用和特点 机器人手部是用来握持工件或工具的部件,是一个独立的部件,可以有手爪也可以是专用工具。 8.按夹持原理末端工具分为哪几类?包括哪些具体形式? 按夹持原理,末端夹持手分为两类:

简述工业机器人的定义

简述工业机器人的定义 0.1 简述工业机器人的定义,说明机器人的要紧特点。 0.2 工业机器人与数控机床有什么区别? 0.3 工业机器人与外界环境有什么关系? 0.4 说明工业机器人的差不多组成及三大部分之间的关系。 0.5 简述下面几个术语的含义:自由度、重复定位精度、工作原理、工作速度、承载能力。 0.6 什么叫冗余自由度机器人? 0.7 题0.7图所示为二自由度平面关节型机器人机械手,图中L 1=2L 2,关节的转角范畴是0?≤θ1≤180?,–90?≤θ2≤180?,画出该机械手的工作范畴(画图时能够设L 2=3 cm)。 0.8 工业机器人如何样按机械系统的差不多结构来分类? 0.9 工业机器人如何样按操纵方式来分类? 0.10 什么是SCARA 机器人,应用上有何特点? 0.11 试总结机器人的应用情形。 题0.7图 1.1 点矢量v 为[10.00 20.00 30.00]T ,相对参考系作如下齐次坐标变换: 0.866 0.500 0.000 11.00.500 0.866 0.000 3.00.000 0.000 1.000 9.0 0 0 0 1 -???? -? ?=??????A 写出变换后点矢量v 的表达式,并说明是什么性质的变换,写出旋转算子Rot 及平移算子Trans 。 1.2 有一旋转变换,先绕固定坐标系Z 0轴转45°,再绕其X 0轴转30°,最后绕其Y 0轴转60°,试求该齐次坐标变换矩阵。 1.3 坐标系{B }起初与固定坐标系{O }相重合,现坐标系{B }绕Z B 旋转30°,然后绕旋转后的动坐标系的X B 轴旋转45°,试写出该坐标系{B }的起始矩阵表达式和最后矩阵表达式。 1.4 坐标系{A }及{B }在固定坐标系{O }中的矩阵表达式为 1.000 0.000 0.000 0.00.000 0.866 0.500 10.0 {}0.000 0.500 0.866 20.0 0 0 0 1 ???? -? ?=??-????A

工业机器人教案

大连理工大学工程训练中心实习教案实习项目名称:工业机器人训练教案编写:姜英 实习地点:现代制造技术车间讲课时间:教案审定: 工业机器人 教学目的及要求:了解工业机器人的基础知识、应用和简单的工作过程 教学重点:略 教学难点:略 教学内容:(结合实物讲解) 1.概述: 机器人是典型的光机电一体化的高科技产品。工业机器人是目前技术上最成熟、应用最广泛的机器人。现在世界各国已装配了90余万台工业机器人。工业机器人的应用使产品的质量更加可靠,生产线的柔性增加,企业适应市场的能力大大提高。 2.工业机器人的定义: 工业机器人是指在工业中应用的一种可自动定位控制的,可重复编程的,多功能的、多自由度的、多用途的操作机。它能够搬运物料、零件,或者是操持工具,用以完成各种作业。 3.工业机器人的分类: 根据臂机构,按照其工作形态,可以分为: 圆柱坐标型机器人

●极坐标型机器人 ●直角坐标型机器人 ●多关节型机器人 4.实习机器人型号:ABB公司的IRB1400型小型机器人,属于多关节型机器人。5.IRB1400机器人的组成: Controller Manipulator Controller: 控制器。 Manipulator: 机械手。 机械本体: ●由六个转轴组成的空间六杆开链结构; ●六个转轴均有AC伺服电机驱动,每个电机后面均有编码器; ●每个转轴带有一个齿轮箱。 ●有手动松闸按钮,用于维修时使用。

机器人控制器: Mains Switch: 主电源开关。 Teach Pendant: 示教器。 Operat or’s Panel: 操作盘。 Disk drive: 磁盘驱动器 机器人的控制系统主要由中心控制计算机和伺服控制器组成。中心控制计算机发出指令协调各关节驱动器之间的运动,同时完成编程、示教/再现以及和其他环境状况、工艺要求、外部相关设备协调工作。伺服控制器控制各关节驱动器,使各轴按一定的速度、加速度和位置要求进行运动。 (示教器) Mains Switch Teach pendant Operator ’s panel Disk drive

服务机器人定义、分类、特点及趋势系列介绍

服务机器人定义、分类、特点及趋势系列介绍一、关于服务机器人的初步定义 严格来讲,服务机器人(资讯,视频)并没有国际上普遍认同的定义。如何将其与其他类型设备——特别是工业用操纵机器人——划定界限仍然存有争议。不过,国际机器人联合会(IFR)给出了一个初步定义。 服务机器人是指这样一类机器人,通过半自主或完全自主运作,为人类健康或设备良好状态提供有帮助的服务,但不包含工业性操作。 根据这项定义,工业用操纵机器人如果被应用于非制造业,也被认为是服务机器人。服务机器人可能安装,也可能不安装机械手臂,工业机器人也是如此。通常,但并不总是,服务机器人是可移动的。某些情况下,服务机器人包含了一个可移动平台,上面附着一条或数条“手臂”,其操控模式与工业机器人相同。 从2007年起,国际标准化组织(ISO)的一个工作小组便着手修订ISO 8373,最终将会给出关于服务机器人的官方正式定义。

二、服务机器人行业分类 1.护士助手 护士助手”是自主式机器人,它不需要有线制导,也不需要事先作计划,一旦编好程序,它随时可以完成以下各项任务:运送医疗器材和设备,为病人送饭,送病历、报表及信件,运送药品,运送试验样品及试验结果,在医院内部送邮件及包裹。 2.脑外科机器人 该脑外科机器人辅助系统是由北京航空航天大学、清华大学和海军总院共同研制开发的。1997年5月用该机器人为病人实施了首例开颅手术,到2000年11月已为140多位病人实施了这种手术。2000年11月在北京举办“中美医用机器人临床应用学术交流会”。 3.口腔修复机器人 这是一个由计算机和机器人辅助设计、制作全口义齿人工牙列的应用试验系统。该系统利用图像、图形技术来获取生成无牙颌患者的口腔软硬组织计算机模型,利用自行研制的非接触式三维激光扫描测量系统来获取患者无牙颌骨形态的几何参数,采用专家系统软件完成全口义齿人工牙列的计算机辅助统计。另外,发明和制作了单颗塑料人工牙与最终要完成的人工牙列之间的过渡转换装置——可调节排牙器。 4.进入血管机器人 5.智能轮椅 机器人轮椅主要有口令识别与语音合成、机器人自定位、动态随机避障、多传感器信息融合、实时自适应导航控制等功能。 6.爬缆索机器人 7.户外清洗机器人 随着城市的现代化,一座座高楼拔地而起。为了美观,也为了得到更好的采光效果,很多写字楼和宾馆都采用了玻璃幕墙,这就带来了玻璃窗的清洗问题。其实不仅是玻璃窗,其它材料的壁面也需要定期清洗。 8.消防机器人 常言道水火无情,这其中道出了水火对人类的威胁及人们对水火的无奈。提起火灾,人们会联想起一起起悲剧。据有关部门统计,仅1995年一年我国就发生火灾38000起,死亡2233人,受伤3770人,直接经济损失10.8亿多元。1997年发生火灾14万余起,死亡2722人,伤4930人,造成财产损失15.4亿元。多么触目惊心的数字啊! 三、服务机器人的现状及其发展趋势

关于工业机器人的认识

关于工业机器人的认识 什么是工业机器人呢? 简单来理解,就是在工业方面代替人类部分乃至全部工业工作的机器机械。但具体一点来定义,各国之间都没有一个统一的标准。例如:美国机器人协会将工业机器人定义为:“一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的通过程序动作来执行各种任务的,并具有编程能多功能操作机。”日本给机器人的定位则是:工业机器人是一种带有储存器件和末端操作器的通用机器,它能够通过自动化的动作代替人类劳动。我国给机器人定义为:机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些人或生物相似的能力。如感知、规划、动作、协调能力。是一种具有高度灵活性的自动化机器。国际统一定义为:工业机器人是一种仿生的、具有控制能力的、可重复编程的、多功能、多自由度的机械、具有一定的独立性。但无论各国还是国际上如何定义工业机器人,有一点是永恒不变的,就是机器。运用各种技术手段将原本不动的机器按照人的手段将其应用于工业方面。这便是工业机器人所自带的工业属性。 如何看待工业机器人的运营方式呢? 在我个人看来,中国的工业机器人运营方式仍有较大的缺陷。集中表现在以下几个方面: 一:工厂里面的机器不能完全代替人类的全部活动。如何这样说呢?在一线城市的工厂里面,或许有全部替换了人类工作的工业机器人,但在大部分城市里面,仍保留着大量人员工作,工业机器人运用实际效果不明显,或停留与半工业机器人与半工人结合的方式。这种方式的一个弊端则是容易产生安全事故。工业机器人虽然有着类似于人的机器编程,但毕竟没有人类的思考能力和辨别能力,虽然机器人有感应器,可以感知外界的处理活动,但感知器的活动范围仍有局限性。另外高级感应器价格较昂贵,运用成本较高,大部分工厂的运用较少。其次,人类的运动方式也会产生误差,例如在晚上上班的工人,由于时差的原因,晚上的思维能力会有一定的下降,运动能力也有一定的程度下降。这些人机不完全协调的工业。在一定程度上提高了工业伤害成本,其次也会导致工业材料的残次不齐,导致大量的工业材料成本浪费。 二:工业机器人的使用年限不长。在大部分工厂的工业机器人方面,质量与使用年限与国际标准差仍有较大的差距,这方面的问题则是工业机器人的维修成本较大。在大量的工厂方面,工业机器人的容错率并不是很大,工业机器人的维修成本仍还有较大的成本代价。机器故障之后,所带来的维修成本还是其次,其工业价值方面所带来的工业损失才是主要。 三:工业机器人的维修及售后方面仍有大量空缺。工业机器人的售后是一个较大的市场,但,由于工业机器人的售后人员较少,以及市场的售后标准不统一,售后服务方面较缺大。人数方面人较少。信任程度较小等等。 但在工业机器人的总体发展路程上,仍是前进的。

机器人的定义和特征讲课教案

机器人的定义和特征

机器人都有哪些定义不同特征? 其实并不是人们不想给机器人一个完整的定义,自机器人诞生之日起人们就不断地尝试着说明到底什么是机器人。但随着机器人技术的飞速发展和信息时代的到来,机器人所涵盖的内容越来越丰富,机器人的定义也不断充实和创新。 1886年法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”(Android),它由4部分组成: 1,生命系统(平衡、步行、发声、身体摆动、感觉、表情、调节运动等); 2,造型解质(关节能自由运动的金属覆盖体,一种盔甲); 3,人造肌肉(在上述盔甲上有肉体、静脉、性别等身体的各种形态); 4,人造皮肤(含有肤色、机理、轮廓、头发、视觉、牙齿、手爪等)。 1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。在剧本中,卡佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”,“Robota”是奴隶的意思。该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响,引起了大家的广泛关注,被当成了机

器人一词的起源。在该剧中,机器人按照其主人的命令默默地工作,没有感觉和感情,以呆板的方式从事繁重的劳动。后来,罗萨姆公司取得了成功,使机器人具有了感情,导致机器人的应用部门迅速增加。在工厂和家务劳动中,机器人成了必不可少的成员。机器人发觉人类十分自私和不公正,终于造反了,机器人的体能和智能都非常优异,因此消灭了人类。 但是机器人不知道如何制造它们自己,认为它们自己很快就会灭绝,所以它们开始寻找人类的幸存者,但没有结果。最后,一对感知能力优于其它机器人的男女机器人相爱了。这时机器人进化为人类,世界又起死回生了。 卡佩克提出的是机器人的安全、感知和自我繁殖问题。科学技术的进步很可能引发人类不希望出现的问题。虽然科幻世界只是一种想象,但人类社会将可能面临这种现实。 为了防止机器人伤害人类,科幻作家阿西莫夫(Isaac.Asimov)于1940年提出了“机器人三原则”: 1,机器人不应伤害人类; 2,机器人应遵守人类的命令,与第一条违背的命令除外;

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